gps ( global positioning system )
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GPS (GPS (Global Positioning SystemGlobal Positioning System))
Sistema de Posicionamento GlobalSistema de Posicionamento Global
SEGMENTO ESPACIALSEGMENTO ESPACIAL
• O sistema O sistema NAVSTARNAVSTAR (sigla (sigla para para NavNavigation igation SSatellite atellite TTiming iming aand nd RRanginganging) é ) é constituído por constituído por 24 satélites24 satélites. .
Em qualquer ponto da Terra há sempre 4 satélites visíveis.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalComposiçãoComposição
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalComposiçãoComposição
SEGMENTO CONTROLOSEGMENTO CONTROLO
As As estações de monitorizaçãoestações de monitorização em Terra (de observação e controlo dos em Terra (de observação e controlo dos satélites);satélites);
Fazem pequenos ajustes nos dados (posição e tempo) que os satélites GPS Fazem pequenos ajustes nos dados (posição e tempo) que os satélites GPS enviam para que a posição determinada pelos receptores seja sempre a mais enviam para que a posição determinada pelos receptores seja sempre a mais precisa possível.precisa possível.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalComposiçãoComposição
SEGMENTO DO UTILIZADORSEGMENTO DO UTILIZADOR
• Os Os receptores de GPSreceptores de GPS que permitem: que permitem:- determinar a posição do utilizador determinar a posição do utilizador
conhecendo as suas coordenadas;conhecendo as suas coordenadas;- Receber e descodificar os sinais dos Receber e descodificar os sinais dos
satélites;satélites;- Trocar dados com outros receptores e Trocar dados com outros receptores e
com computadores;com computadores;- Obter mapas detalhados ou mesmo a Obter mapas detalhados ou mesmo a
melhor rota para um determinado local.melhor rota para um determinado local.
O satélite envia um sinal, que é recebido pelo O satélite envia um sinal, que é recebido pelo receptor, através de ondas electromagnéticas.receptor, através de ondas electromagnéticas.
O receptor determina a O receptor determina a sua distância ao satélite sua distância ao satélite através da expressãoatravés da expressão
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalFuncionamentoFuncionamento
tvd
1-8 sm 100,3 cv
com
GPS – Usa o método geométrico da GPS – Usa o método geométrico da triangulaçãotriangulação
Após estimada a distância a um satélite, sabemos que nos encontramos sobre uma superfície esférica com raio igual à distância ao satélite.
GPS – método geométrico da GPS – método geométrico da triangulaçãotriangulação
A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a dois satélites é uma circunferência, o ponto poderá ser qualquer um pertencente à referida circunferência.
GPS – método geométrico da GPS – método geométrico da triangulaçãotriangulação
A intersecção das superfícies esféricas obtidas a partir da determinação da distância a três satélites reduz-se a dois pontos. Considerando também a Terra como uma esfera, a intersecção dos três satélites e da Terra, permitirá reduzir estes dois pontos, a apenas um.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalRELÓGIOSRELÓGIOS
Os relógios possuem um mecanismo de produção de oscilações regulares e outro que conta as oscilações e as converte para uma unidade de tempo.
Relógios mecânicos, oscilações de um pêndulo;
Relógios de quartzo, oscilações de um cristal de quartzo;
Relógios de atómicos, baseiam-se na frequência das radiações emitidas, ou absorvidas, por átomos ou moléculas.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalFuncionamentoFuncionamento
Usa-se então o 4º satélite para a sincronização dos relógios dos satélites e dos receptores GPS.
O receptor de GPS corrige automaticamente, adicionando ou subtraindo tempo ao seu relógio até obter distâncias aos satélites que se intersectem num único ponto.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalFuncionamentoFuncionamento
O receptor sabe agora, não só
a sua localização exacta sobre
a Terra, mas também o tempo
certo por relógios atómicos a
bordo dos satélites.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalAplicaçõesAplicações
Os receptores de GPS são utilizados para navegação nas mais diversas actividades do
Homem.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalAplicaçõesAplicações
Os aviões fazem a sua navegação usando receptores de GPS.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalAplicaçõesAplicações
Cada vez mais automóveis incorporam receptores de GPS.
GPS – Sistema de Posicionamento GlobalGPS – Sistema de Posicionamento GlobalAplicaçõesAplicações
- localizar: localização de qualquer ponto da Terra;
- navegar: navegação quer de barcos, quer de aviões;
- conduzir: fornece informação precisa sobre um dado percurso;
- mapear: criação de mapas mais rigorosos;
Posição e Sistemas de ReferênciaPosição e Sistemas de Referência
Coordenadas Cartesianas Coordenadas Cartesianas e Coordenadas e Coordenadas
GeográficasGeográficas
PosiçãoPosição
Como podemos definir qual é a posição de um corpo?
PosiçãoPosição
A pequena distância, falando com outra pessoa próxima, podemos apontar. Mas como podemos dizer qual é a posição?
PosiçãoPosição
É necessário um sistema de referência ou referencial.Pode dizer-se que estão pássaros ali à esquerda da antena,
mas será que uma pessoa que esteja longe deste local entende onde estão os pássaros?
Coordenadas GeográficasCoordenadas Geográficas
Para definir a posição de um corpo colocado a uma distância muito grande, podem utilizar-se coordenadas geográficas.
Coordenadas GeográficasCoordenadas Geográficas
As coordenadas geográficas são:
Latitude – o valor do ângulo ao centro da
terra medido entre o paralelo que passa
pelo local e o equador. (0 a 90º N ou S)
Longitude –o valor do ângulo ao centro da
terra medido entre o meridiano que passa
pelo local e o Meridiano de Greenwich para
Este e para Oeste (0 a 180º E ou W).
Altitude – Medida na vertical a partir do
nível médio das águas do mar.
Longitude Latitude Altitude
Coordenadas GeográficasCoordenadas Geográficas
Como poderá o navegador indicar pelo rádio a sua posição a uma pessoa a centenas de quilómetros de distância?
Quando dois observadores a grande distância falam um com o outro sobre uma posição que apenas um deles conhece, a forma mais simples de assinalá-la é utilizando coordenadas geográficas.
Coordenadas GeográficasCoordenadas Geográficas
Com as coordenadas geográficas, uma pessoa em qualquer local da superfície terrestre saberá qual a
posição de um corpo olhando para um mapa.
Coordenadas CartesianasCoordenadas Cartesianas
Para definir a posição de um corpo colocado a uma distância relativamente pequena, podem utilizar-se coordenadas cartesianas.
Coordenadas CartesianasCoordenadas Cartesianas
René Descartes foi o primeiro a propor o sistema de coordenadas ortogonais e ortonormadas a que hoje chamamos coordenadas cartesianas.
Coordenadas CartesianasCoordenadas Cartesianas
Nas coordenadas cartesianas, os conceitos
de orientação frente-trás, esquerda-direita e
cima-baixo foram substituídos pelos três
eixos orientados x, y e z.
O sistema tem uma origem que é a posição
em relação à qual se estão a marcar as
coordenadas (x, y, z).
B (xb,yb,zb)
x
y
z
A (xa,ya,za)
O movimento do corpo pode ser definido de várias formas:
Trajectória: é o conjunto de pontos sucessivos ocupados pelo corpo, no decurso do tempo.
Descrição de um movimentoDescrição de um movimento
Grandezas escalares:
O espaço percorrido: é o comprimento do percurso efectuado. É medido sobre a trajectória, e, representa-se por s.
Grandezas vectoriais:
Deslocamento: é um vector cuja a origem é na posição inicial e a extremidade na posição final, e, representa-se por r.
x
y
z
A (xa,ya,za)
r
B (xb,yb,zb)
Descrição de um movimentoDescrição de um movimento
Rapidez média: é o espaço percorrido sobre o intervalo de tempo.
rm =s
t
velocidade média: é o deslocamento sobre o intervalo de tempo.
vm =r
t
B (xb,yb,zb)
x
y
z
A (xa,ya,za)
Descrição de um movimentoDescrição de um movimento
Grandezas vectoriais:Grandezas escalares:
vm
Velocidade instantânea: é o limite para que tende o vector deslocamento, quando o intervalo de tempo tende para zero.
v = lim r
tt 0
O vector velocidade instantânea é um vector tangente a trajectória e é caracterizado por:
Sentido: o do movimento
Direcção: a da tangente a trajectória
Módulo ou norma: v = r
Rapidez instantânea: é o limite para que tende o espaço percorrido, quando o intervalo de tempo tende para zero.
r = limstt 0
Descrição de um movimentoDescrição de um movimento
Grandezas vectoriais:Grandezas escalares:
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